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Einrichtung zur seitlichen Ausrichtung eines laufenden Bandes, insbesondere
Magnetbandes Die Bandführungen in Magnetbandgeräten bestehen im allgemeinen aus
Stiften oder Rollen mit seitlichen Begrenzungen, wie z. B. Hartmetallscheiben, die
als Anschläge für das Band dessen seitliche Führung übernehmen. Nachteile dieser
Führungen sind ein Verschleiß der seitlichen Begrenzung und die mögliche Beschädigung
der Bandkante beim Schräglaufen oder ruckartigen Starten und Stoppen des Bandes.
Die Einrichtung nach der Erfindung, die außer zur Führung von Magnetbändern auch
in Geräten mit laufenden Bändern anderer Art eingesetzt werden kann, vermeidet die
genannten Nachteile. Sie arbeitet mit auf pneumatischem Wege auf das Band ausgeübten
Kräften, was an sich in Magnetbandgeräten als Mittel zur Bandbremsung und dadurch
Erzielung einer Bandstraffung bekannt ist, und zwar in der Form, daß eine Fläche,
über die das Band aufliegend hinwegläuft, mit Saugluftöffnungen versehen ist, so
daß durch Anlegen von Unterdruck an diese Öffnungen die bremsende Reibung des Bandes
auf der Fläche erhöht werden kann.
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Es ist weiterhin bekannt, in Bearbeitungsmaschinen für Warenbahnen
aus Textilgewebe, Papier od. dgl. zur Steuerung von Maschinenteilen die Lage der
Kante der laufenden Warenbahn mittels einer unter ihr liegenden schlitzförmigen
Saugluftöffnung abzutasten, wobei über ein System kommunizierender Luftkammern,
deren letzte vor einer Stellmembran liegt, dem Grad der Abdeckung der Saugluftöffnung
proportionale Membranbewegungen erzeugt werden. Die Membran betätigt ihrerseits
einen Strahlrohrregler, der eine Hydraulik steuert.
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Bei der Bearbeitung von Stahlbändern in Durchlaufanlagen ist es ferner
bekannt, einem Schieflauf des Bandes dadurch entgegenzuwirken, daß den beiderseits
der Längsmittellinie liegenden Bandhälften je eine Bremsfläche zugeteilt wird, und
die Haftreibung auf jeder Bremsfläche durch elektromagnetische Anziehung des Bandes
an die Fläche geregelt werden kann. Unter Steuerung durch Fotozellen, die die Lage
der Bandkanten abtasten, werden bei Schieflauf des Bandes durch unterschiedlich
starke Bremsung der beiden Bandhälften querwirkende Momente erzeugt, die das Band
in die Sollrichtung zurückdrängen.
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Die Erfindung benutzt dies Prinzip ebenfalls, sie schafft aber eine
Einrichtung zur kantenanschlaglosen seitlichen Ausrichtung eines laufenden Bandes,
die mehrfache Umsetzungen der Art der in der Regelstrecke wirksamen physikalischen
Größen und die hierfür erforderlichen Wandler gänzlich vermeidet, hierdurch kosten-
und raumsparend ausgebildet werden kann, und besonders, wenn auch nicht ausschließlich,
für Magnetbandgeräte geeignet ist, die oftmals, nämlich wenn sie zur Speicherung
von Digitaldaten benutzt werden, bereits mit einem Luftförderer ausgerüstet sind.
Die Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte
pneumatische Kantenabfühl-Saugöffnungen in Verbindung mit an sich bekannten Brems-Saugöffnungen
vorgesehen sind und Brems-Saugöffnungen, die im wesentlichen nur auf eine der Teilflächen
des Bandes einwirken, sowie zugeordnete Kantenabfühl-Saugöffnungen in einen gemeinsamen
Unterdruckraum münden, in dem der von einem Luftförderer erzeugte Unterdruck von
der Größe der Saugöff nungsabdeckung durch das Band abhängt und so zugleich als
veränderlicher Bremsunterdruck in den an den Raum angeschlossenen Brems-Saugöffnungen
wirksam wird.
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Eine weitere Vereinfachung läßt sich erfindungsgemäß dadurch erzielen,
daß die die querwirkenden Momente erzeugenden Saugluftöffnungen zugleich als pneumatische
Fühler wirksam sind.
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Bei getrennter Anordnung von Fühl- und Bremsöffnungen ist vorgesehen;
daß die Brems-Saugöffnungen für eine Bandhälfte mit den die Kante der anderen Bandhälfte
abtastenden Abfühl-Saugöffnungen an einem gemeinsamen Unterdruckraum liegen.
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Eine Verstärkerwirkung kann dadurch erreicht werden, daß die Zahl
der an einen Unterdruckraum angeschlossenen Brems-Saugöffnungen größer ist als die
Zahl der an diesen Raum angeschlossenen Abfühl-Saugöffnungen, sowie dadurch, daß
die Abfühl-
Saugöffnungen einen kleineren und vorzugsweise quer
zur Bandlaufrichtung schlitzförmigen lichten Querschnitt und die Brems-Saugöffnungen
einen größeren Querschnitt haben.
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Für einen raumsparenden Aufbau kann vorgesehen werden, daß Fühl- und
Bremsöffnungen zwischeneinandergeschachtelt angeordnet sind.
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Es kann zweckmäßig sein, daß Fühl- oder/und Bremsöffnungen als zur
Bandlaufrichtung schräge Schlitze ausgebildet sind, um zusätzlich eine Abführung
von Bandstaub zu bewirken.
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Bei der Anwendung von Saugluftöffnungen, die zugleich Fühl- und Bremsöffnungen
sind, ist insbesondere vorgesehen, daß die Saugluftöffnungen für die beiden Band-Teilflächen
so geformt sind, daß sie jeweils über die Bandkante hinausragend mit der Fläche
eines Führungselements in Bandlaufrichtung konvergierende Kanten bilden und so dem
Barüberlaufenden und angesaugten Band quer zur Bandlaufrichtung wirkende Momente
vermitteln.
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Die Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsmöglichkeiten für
eine Einrichtung nach der Erfindung.
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In F i g. 1 a ist 1 ein Bandführungselement mit einer festen Bandführungsfläche
g 1, über die das Band hinweggleitet, 2 ist ein weiteres derartiges Element
mit einer Bandgleitfläche g2. Jede der beiden Flächen g1 und g2 kann eben oder auch
gekrümmt sein, also als Umlenkfläche für das Band dienen. Die Führungselemente 1
und 2 können zu einem Element und die Flächen g1 und g2 zu einer Fläche vereinigt
sein.
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Das Band selbst, insbesondere also ein Magnetband, ist mit 3 bezeichnet,
seine gezeichnete Lage gegenüber den Führungselementen 1 und 2 ist die Soll-Lage
während des Bandlaufes. Die Mittellinie des Bandes ist mit m bezeichnet, die auf
den von ihr begrenzten Bandhälften den Führungsflächen g1, g2 zugekehrten Teilflächen
des Bandes 3 tragen die Bezeichnungen 3 a und 3b. Die Bandlaufrichtung
sei entsprechend dem eingezeichneten Pfeil l; wenn im folgenden von Abweichungen
des Bandes nach rechts und links gesprochen wird, so sind diese Angaben zu verstehen
aus einer Blickrichtung von oben in Richtung der Bandlaufrichtung 1.
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In der Gleitfläche g1 befinden sich, gegenseitig spiegelbildlich zur
Mittellinie m liegend, je fünf Saugluftöffnungen 4 a und 4b,
die in Bandlaufrichtung hintereinander angeordnet sind. Die Saugluftöffnungen
4 a und 4 b haben von der Mittellinie m einen
solchen Abstand und eine solche Größe, daß sie bei den zulässigen seitlichen Abweichungen
des Bandes 3 von der Soll-Lage stets von dem Band überdeckt bleiben. Die Lochreihe
4 a wirkt mit der Teilfläche 3 a des Bandes und die Lochreihe
4 b mit der Teilfläche 3 b zusammen.
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Die Gleitfläche g2 enthält symmetrisch zur Mittellinie in je
drei Saugluftöffnungen 5 a und 5 b, die
ebenfalls in Laufrichtung des Bandes hintereinanderliegen. Diese Saugluftöffnungen
sind als kleine, senkrecht zur Bandlaufrichtung liegende rechteckige Schlitze ausgebildet,
ihr Abstand von der Mittellinie m ist so, daß das Band 3 in seiner Soll-Lage einen
für die beiden Schlitzreihen 5a und 5b gleichen Teil der einzelnen Schlitze
abdeckt, einen weiteren, in der Soll-Lage des Bandes für alle Schlitze gleichen
Teil der Schlitzöffnungen aber frei läßt. Die Saugluftöffnungen 5a wirken
mit der Bandfläche 3a und Saugluftöffnungen 5 b mit der Bandfläche 3 b zusammen.
Gemäß F i g. 1 b sind die Saugluftöffnungen 4 a mit einer Luftleitung
6, die Saugluftöffnungen 4 b mit einer weiteren Luftleitung
7 verbunden. An die Luftleitung 6 sind ferner die Saugluftöffnungen
5 b und an die Luftleitung 7 die Saugluftöffnungen
5a angeschlossen. Durch einen Exhaustor 8 wird Unterdruck in einem
Luftkanal 9 erzeugt, der über eine Drosselstelle 10 mit der Luftleitung 6
und über eine Drosselstelle 11 mit der Luftleitung 7 verbunden ist, so daß aus den
Luftleitungen 6 und 7 beständig Luft abgesaugt wird. Infolgedessen strömt Luft durch
die von dem Band 3 nicht abgedeckten Teile der Schlitze 5a
und 5 b
in die Luftleitungen 6 und 7 nach, wobei sich je nach der seitlichen Lage des Bandes
3 und damit der größeren oder geringeren Abdeckung der Schlitze 5 a und
5 b ein bestimmter Druck in den Luftleitungen 6 und 7 einstellt. Verschließt
das Band z. B. die Schlitze 5 b völlig, so herrscht in der Luftleitung 6
der volle Unterdruck, während, wenn die Schlitze nicht verdeckt sind, sich je nach
Drosselung und Ausbildung der Ausströmöffnung und des dahinterliegenden Raumes ein
Druck einstellt, der nur wenig von dem Außendruck verschieden ist. Entsprechendes
gilt natürlich für die Schlitze 5a und die Luftleitung 7.
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Es sei nun angenommen, daß das in Richtung 1 laufende Band 3 aus seiner
gezeichneten Lage nach rechts auswandert. Wenn dadurch die Schlitze 5 b
ganz
oder fast ganz vom Band überdeckt und dadurch geschlossen werden, erhöht sich der
Unterdruck in der Luftleitung 6, an die außerdem die Saugöffnungen 4a angeschlossen
sind. Diese Saugöffnungen 4a, die stets von dem Band bedeckt bleiben, saugen dadurch
die Teilfläche 3a des Bandes stärker an und erzeugen dadurch eine erhöhte Reibung
der Teilfläche 3 a des Bandes auf der Gleitfläche g1. Andererseits wird, da die
Fühlöffnungen 5a weitgehend freigegeben sind, der Unterdruck in der Leitung
7 stark, bis fast auf Normaldruck, vermindert, so daß also die Teilfläche 3 b des
Bandes kaum angesaugt und hier die Reibung des Bandes auf der Fläche g1 stark vermindert
wird. Indem das durch die Reibung erzeugte Bremsmoment für die Teilfläche 3 a erhöht
und für die Teilfläche 3 b vermindert wird, wird für das laufende Band 3 (ähnlich
wie das beim Lenken eines Gleiskettenfahrzeuges durch Rechts-oder Linksbremsung
der Fall ist) ein drehendes Moment erzeugt, welches die vorlaufenden Teile des Bandes
nach links drängt, so daß also ein Richtmoment zur seitlichen Zurückführung des
Bandes in die Soll-Lage entsteht. Seitliche Abweichungen des Bandes 3 nach links
haben entsprechend zur Folge, daß durch die Öffnungen 4 b die Bremsung der Teilfläche
3 b verstärkt und die Bremsung der Teilfläche 3 a durch die öffnungen 4 a vermindert
wird, wodurch das laufende Band ein Richtmoment nach rechts auf die Mittellage zu
erhält. Es findet also ein Regelvorgang statt, bei dem die durch die Bremsöffnungen
4 a und 4 b bewirkten Bremsungen der Band-Teilflächen 3 a und 3 b
durch die als pneumatische Fühler arbeitenden Öffnungen 5 a und
5 b so geregelt werden, daß jede seitliche Abweichung des Bandes aus der
Soll-Lage ein Richtmoment zur Zurückführung des Bandes in diese Lage hervorbringt.
Die Anordnung hat ein integrales Verhalten und ist in der Lage, Störungen völlig
auszuregeln.
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Eine Verstärkerwirkung ist dadurch erzielbar, daß die Zahl der bremsenden
Saugöffnungen, wie z. B. 4a und 4b, die an einer Unterdruckleitung 6 bzw.
7
liegen, entsprechend groß gemacht wird. Die Zahl der Fühlöffnungen
5 a und 5 b ist z. B. kleiner als die der Bremsöffnungen, man wird die Zahl
der Fühlöffnungen aber zweckmäßig so groß halten, daß durch Beschädigung etwa entstehende
kleine Lücken der abdeckenden Bandkanten noch ausgemittelt werden. Die Fühlöffnungen
werden zweckmäßig relativ klein gehalten, damit kleine Bandauswanderungen eine relativ
große Änderung der überdeckten bzw. frei bleibenden Fläche der Fühlöffnungen bewirken,
wodurch die Empfindlichkeit erhöht wird. Wenn auch die vorbeschriebene rechteckige
Schlitzform der Fühlöffnungen als günstig anzusehen ist, so können jedoch die Fühlöffnungen
auch eine andere Form haben. Die Bremsöffnungen sind im Beispiel der F i g. 1 a,
1 b als kreisförmige Öffnungen angegeben, doch können diese Öffnungen ebenfalls
eine andere Form haben, z. B. ebenfalls die Form von Schlitzen, die quer zur Bandlaufrichtung
orientiert sind. Es hat Vorteile, wenn derartige Bremsschlitze und gegebenenfalls
auch Fühlschlitze, schräg zur Bandlaufrichtung gelegt werden, weil hierdurch günstige
Verhältnisse für die Abführung von Bandstaub geschaffen werden. Diese Wirkung ist
dann laufrichtungsabhängig, weil durch die Bandbewegung der Staub einmal nach außen,
das andere Mal zur Mitte des Bandes hin befördert wird. Die Schlitze sollten dabei
so angeordnet sein. daß über die Bandbreite gesehen, das Band gleich große Absaugöffnungen
überstreicht, um die Bandstaubbeseitigung gleichmäßig zu machen.
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Wie bereits erwähnt, können die Fühlöffnungen und die Bremsöffnungen
in derselben Führungsfläche eines Bandführungselements vorgesehen sein. Dabei kann
es unter anderem für einen raumsparenden Aufbau des Elements zweckmäßig sein, die
Bremsöffnungen und Fühlöffnungen zwischeneinander zu schachteln. Eine solche Anordnung
ist beispielsweise in F i g. 2 dargestellt. Hier sind die spiegelbildlich zur Mittellinie
m des Bandes 3 liegenden Saugluftöffnungen, die als stets vom Band bedeckte Bremsöffnungen
wirken, in Form von zur Bandlaufrichtung schrägen Schlitzen 12a und 12b ausgebildet.
Es sind hier vier Brems-Schlitzpaare in Laufrichtung des Bandes hintereinander in
der Gleitfläche g17 eines Führungselements 17 vorgesehen. In den drei Abschnitten,
die in Laufrichtung des Bandes zwischen den Schlitzpaaren 12a, 12b liegen, sind
die als Fühler wirkenden Saugluftöffnungen 13a und 13b in Form kleiner,
senkrecht zur Bandlaufrichtung orientierter Schlitze angeordnet.
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Eine weitere, ebenfalls nach dem Prinzip der vorliegenden Erfindung,
jedoch in etwas anderer Weise arbeitende Einrichtung zur seitlichen Bandführung
ist in F i g. 3 dargestellt. Ein Bandführungselement 14
weist wieder eine
ebene oder gewölbte Gleitfläche g14 für das Band auf. In dieser befinden sich zwei
Saugluftschlitze 15 a und 15 b, die spiegelbildlich zur Mittellinie m des
Bandes 3 liegen und zur Bandlaufrichtung l schräg verlaufen, und zwar so, daß sie
in der Bandlaufrichtung konvergieren. Die äußeren Enden der beiden Schlitze
15a und 15b ragen in der gezeichneten Soll-Lage des Bandes über dessen
Kanten hinaus, so daß der äußere Teil der Schlitze von dem Band 3 unbedeckt bleibt.
Die Schlitze 15 a
und 15 b sind mit je einer Luftleitung verbunden,
in der ein Unterdruck erzeugt wird, z. B. in der gleichen Weise, wie dies für die
Luftleitungen 6 und 7 in F i g. 1 b dargestellt ist. Dabei können gegebenenfalls
auch mehrere in Bandlaufrichtung hintereinanderliegende Schlitze gleicher Schräglage
wie 15a und 15 b an jede Luftleitung angeschlossen sein.
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Durch die vom Band 3 nicht bedeckten, relativ kleinen Teile der Schlitze
15a und 15b kann dabei Luft in die genannten Luftleitungen nachströmen.
Wandert jetzt das Band 3 nach rechts aus, so wird der Schlitz 15b ganz oder
fast ganz verschlossen, in der angeschlossenen Luftleitung erhöht sich hierdurch
der Unterdruck, und die Anpressung der Teilfläche 3 b des Bandes
3 an die Fläche g 14 wird stärker. Die Anpressung der Fläche 3 a hingegen
wird geringer. Die stärkere Anpressung der Fläche 3 b hat nun aber zur Folge, daß
als Wirkung des schrägen Verlaufs der Kanten des Schlitzes 15 b,
an denen die Reibung verstärkt stattfindet, eine Momentenkomponente auftritt, welche
bestrebt ist, das Band nach links zu schieben. Durch richtige Lage und Formgebung,
insbesondere genügende, gegebenenfalls über die Mittellinie hinausgehende Länge,
der Öffnung wird erreicht, daß diese Komponente in ihrer Wirkung gegenüber der rechtsdrehenden
Wirkung der in Längsrichtung des Bandes erfolgenden Bremsung überwiegt. Das Band
wird also in Richtung auf die Soll-Lage zurückgeführt, und das gleiche findet durch
entsprechende Wirkung des Schlitzes 15 a statt, wenn das Band 3 nach links
ausgewandert ist. Die Schlitze wirken also hier zugleich als Fühl- und als Bremsöffnungen.
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Diese seitlich richtende Wirkung der Schlitze 15a und 15 b
findet natürlich nur statt, wenn das Band in Richtung l läuft. Es können aber, z.
B. in der gleichen Fläche g14, für die entgegengesetzte Bandlaufrichtung zwei entsprechend
weitere Schlitze 16a und 16b oder mehrere solche Schlitzpaare vorgesehen werden,
die in dieser Laufrichtung nach der Mitte des Bandes hin konvergieren, und dann
für die Laufrichtung des Bandes nach links in entsprechender Weise die seitliche
Rückführung des Bandes in die Soll-Lage bewirken. Durch einfache Verschlußventile
können für die Laufrichtung I die Schlitze 15 a und
15 b und für die entgegengesetzte Laufrichtung die Schlitze
16a und 16b an den Unterdruckerzeuger angeschlossen werden.